DE602004002811T2

DE602004002811T2 - Optische Vorrichtung mit abstimmbarem kohärentem Empfänger

Info

Publication number: DE602004002811T2
Application number: DE602004002811T
Authority: DE
Inventors: Peter J. Tinton Falls Winzer
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2024-07-02
Also published as: US7269356B2; EP1496636A1; CN100437177C; CN1576922A; EP1496636B1; US20050008369A1; JP2005045789A; DE602004002811D1; JP4841121B2

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der optischen Telekommunikation und insbesondere optische Einrichtungen, wie beispielsweise optische Add/Drop-Multiplexer (OADMs).
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
In optischen Wavelength-Division-Multiplexed-(WDM)-Kommunikationssystemen aus dem Stand der Technik werden mehrere individuell datenmodulierte Wellenlängen von Licht in eine optische Faser gemultiplext und über optische Ring- oder Netzwerke an einen entfernten Ort geleitet. Entlang des Wegs von der Quelle zum Bestimmungsort werden üblicherweise optische Einrichtungen, wie beispielsweise OADMs eingesetzt, um den Inhalt, und in einigen Fällen die Qualität, des Multiplexes zu modifizieren. Eine derartige Modifikation enthält die Pflege des Multiplexes durch Addieren, Fallenlassen, Ersetzen und/oder Frequenzumsetzen datentragender Wellenlängen von Licht in dem Multiplex.
An der Eingangs- oder „Drop"-Seite eines OADMs wird ein eingegebenes WDM-Signal typischerweise (z.B. mittels eines Leistungsspalters) in einen Schenkel zum Weitergeben (Pass) und einen Schenkel zum Fallenlassen (Drop) gespalten. Der Drop-Schenkel speist typischerweise einen Empfänger, der zum Empfangen, Detektieren und Demodulieren einer der datenmodulierten Wellenlängen λ_d des Eingabemultiplexes konfiguriert ist. Der Pass-Schenkel wird typischerweise einem Wellenlängenblockie rer zugeführt, der zum Blockieren der fallengelassenen Wellenlänge λ_d und zum Weiterleiten der übrigen Wellenlängen in dem Multiplex zu der „Addieren"-Seite des OADMs konfiguriert ist. Alternativ kann die Funktionalität des Leistungsspaltens und der Wellenlängenblockierung in einen WDM-Demultiplexfilter integriert werden.
An der Addierenseite des OADMs ist ein optischer Sender dazu konfiguriert, einen lokal zugeführten Datenstrom auf einen optischen Träger derselben Wellenlänge λ_d zu modulieren, die von der Drop-Seite des OADMs fallengelassen wurde. Diese modulierte Wellenlänge von dem Sender wird dann mit den Wellenlängen des Multiplexes kombiniert, die von der Drop-Seite zu der Addierenseite weitergeleitet wurden, um einen neuen Multiplex zu bilden, der von dem OADM ausgegeben wird.
Der Sender in dem OADM gehört in der Regel der Art des extern modulierten Lasers an. Ein derartiger Sender enthält einen Laser mit fester Wellenlänge oder einen an einen Modulator (beispielsweise einen Mach-Zehnder-Modulator) gekoppelten abstimmbaren Laser, dessen Modulation durch eine korrekt codierte Version des lokal zugeführten Datenstroms gesteuert wird.
Der Empfänger gehört in der Regel der Art mit Direktdetektion an. Derartige Empfänger enthalten im Allgemeinen eine Anschluss- oder Stoßentladungsphotodiode, die an einen Verstärker, an Filterelektronik und eine Abtast-/Entscheidungsschaltung gekoppelt ist.
In einem Technischen Bericht vom Mai 2002 von der University of Kansas von C. T. Allen und Y. Cobanoglu, wird in den Figuren 6.2-1 ein Kommunikationssystem mit einem über eine Freiraumübertragungsstrecke gekoppelten Sender und Empfänger offenbart, das Sende- und Empfangsteleskope aufweist. Das System weist einen Laser auf, dessen Ausgabe in zwei auf den Sender bzw. den Empfänger gerichtete Strahlen gespalten wird. Am Sender wird der erste Strahl mit Daten moduliert, verstärkt und für das Senden an den Empfänger an das Sendetele- skop angelegt. Am Empfänger wird der gesendete Strahl über das Empfangsteleskop empfangen und zusammen mit dem zweiten Strahl, der als lokaler Oszillator dient, an einen homodynen Detektor für die Datenverarbeitung und Datenwiedergewinnung angelegt. Somit basiert das eingehende Signal (das über das Empfangsteleskop empfangen wird) in dem in diesem Bericht offenbarten Kommunikationssystem auf dem ausgehenden Signal (das über das Sendeteleskop gesendet wird).
Aus der US-Patentschrift Nr. 5,438,445 ist eine optische Wellenlängen-Multiplex-Add/Drop-Vorrichtung bekannt. Die Vorrichtung weist einen ersten optischen Koppler auf, der ein empfangenes optisches Wellenlängen-Multiplex-Signal in mehrere (gedämpfte) Kopien spaltet. Einige der Kopien werden zur Datenextraktion an die entsprechenden kohärenten optischen Demodulatoren angelegt und eine Kopie wird verstärkt und an einen zweiten optischen Koppler angelegt. Die extrahierten Daten werden dann an eine oder mehrere Laserquellen angelegt, um optische Signale zu erzeugen, deren Wellenlängen von denen in dem Eingangsmultiplexsignal vorhandenen verschieden sind. Der zweite optische Koppler kombiniert die verstärkte Kopie dann mit den von der/den Laserquelle/n erzeugten Signalen und gibt das kombinierte Signal aus der Vorrichtung aus. Das ausgegebene Signal weist im Ergebnis alle Komponenten des (empfangenen) Anfangsmultiplexsignals zuzüglich der von den Laserquellen erzeugten Komponenten auf, wobei einige der Komponenten nur in der Wellenlänge voneinander abweichen, jedoch dieselben Daten tragen. Da verschiedene Komponenten des Ausgabesignals unabhängig weitergeleitet werden können, ermöglicht die in dieser Patentschrift offenbarte Vorrichtung die gleichzeitige Übertragung derselben Daten an mehrfache Bestimmungsorte.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP-A2-0 222 384 ist ein bidirektionales optisches Kommunikationssystem bekannt, das einen optischen Kombinierer enthält, der als Kombinierer, in dem das Licht des empfangenden Signals und das Licht des lokalen Oszillators kombiniert werden, um ein Zwischenfrequenzsignal zu erzeugen, und als ein Teiler funktioniert, in dem das Licht des empfangenden Signals und das Licht des sendenden Signals geteilt werden, so dass die Anzahl der zu verwendenden Teile und dadurch ihre Herstellungskosten und ihr Volumen verringert wird.
In den unabhängigen Ansprüchen, auf die der Leser nun verwiesen wird, wird ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargelegt. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Probleme aus dem Stand der Technik werden in einer Ausführungsform gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung dadurch angegangen, dass eine optische Ein richtung, wie beispielsweise ein optischer Add/Drop-Multiplexer (OADM) bereitgestellt wird, der an der Addierenseite einen Laser aufweist, welcher nicht nur eine Quelle für eine zu einer Ausgabe der Einrichtung zu addierende Wellenlänge der Addierenseite, sondern auch einen Bezug für einen lokalen Oszillator der Empfangsseite in einem in der optischen Einrichtung enthaltenen kohärenten Empfänger bereitstellt. Anstelle eines separaten lokalen Oszillators (LO) im Frontende des kohärenten Empfängers an der Empfangsseite der optischen Einrichtung verwenden optische Einrichtungen der vorliegenden Erfindung somit das von dem Laser an der Addierenseite erzeugte Signal, um eine Mischfrequenz für den kohärenten Empfänger entweder in einer heterodynen oder homodynen Konfiguration Konfiguration bereitzustellen.
In einer Ausführungsform besteht die vorliegende Erfindung in einer Vorrichtung, die Folgendes enthält: (1) einen Spalter, der zum Spalten eines von der Vorrichtung empfangenen eingehenden optischen Signals in einen ersten und einen zweiten Abschnitt ausgelegt ist; (2) einen optischen Empfänger, der zum Verarbeiten mindestens des ersten Abschnitts des eingehenden optischen Signals ausgelegt ist; und (3) einen optischen Sender, der zum Erzeugen mindestens eines Abschnitts eines ausgehenden optischen Signals, das von der Vorrichtung gesendet wird, ausgelegt ist; wobei: (i) der optische Sender einen Lichterzeuger enthält, der zum Erzeugen von Licht für den Abschnitt des von dem optischen Sender erzeugten ausgehenden optischen Signals ausgelegt ist; (ii) der optische Empfänger optisch an den Lichterzeuger gekoppelt ist, um das von dem Lichterzeuger erzeugte Licht zu empfangen und einen Teil davon zur Verarbeitung des ersten Abschnitts des eingehenden optischen Signals zu verwenden; (iii) das ausgehende optische Signal auf dem eingehenden optischen Signal basiert ist; und (iv) mindestens eine optische Komponente des eingehenden optischen Signals daran gehindert wird, in das ausgehende optische Signal einzugehen, wobei die gehinderte Komponente in dem ersten Abschnitt vorliegt und eine Wellenlänge aufweist, die mindestens eine der Wellenlängen in dem von dem Lichterzeuger erzeugten Licht ist.
In einer anderen Ausführungsform besteht die vorliegende Erfindung in einem Verfahren zum Verarbeiten eines optischen WDM-Signals in einer optischen Einrichtung, das Folgendes umfasst: (1) Spalten eines von der optischen Einrichtung empfangenen optischen WDM-Signals in einen ersten und einen zweiten Teil; (2) Fallenlassen eines ersten optischen Signals von dem ersten Teil des eingehenden optischen WDM-Signals an einem Empfänger; (3) Erzeugen von Licht für ein zweites optisches Signal; und (4) Addieren des zweiten optischen Signals zu dem zweiten Teil des eingehenden optischen WDM-Signals, um ein von der optischen Einrichtung gesendetes ausgehendes optisches WDM-Signal zu erzeugen, wobei: (i) der optische Empfänger dafür ausgelegt ist, das für das zweite optische Signal erzeugte Licht zu empfangen und einen Teil davon zur Verarbeitung des ersten optischen Signals zu verwenden, und (ii) das Verfahren den Schritt des Verhinderns umfasst, dass das erste optische Signal in das ausgehende optische WDM-Signal eingeschlossen wird, wobei die ersten und zweiten optischen Signale im Wesentlichen dieselben grundlegenden Trägerwellenlängen aufweisen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden eingehenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen umfassender ersichtlich. In den Zeichnungen zeigen:
1 einen beispielhaften optischen Add/Drop-Multiplexer (OAD) 100 gemäß dem Stand der Technik;
2 einen beispielhaften auf einem kohärenten Empfänger basierten OADM 200 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine weitere beispielhafte, auf einem kohärenten Empfänger basierte optische Vorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Hierin gemachte Verweise auf „eine Ausführungsform" bedeuten, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft in Verbindung mit der Ausführungsform in mindestens eine Ausführungsform der Erfindung eingeschlossen werden kann. Das Auftreten der Formulierung „in einer Ausführungsform" an verschiedenen Stellen der Beschreibung beziehen sich nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform, ebensowenig schließen separate oder alternative Ausführungsformen andere Ausführungsformen aus.
Optische Add/Drop-Multiplexer (OADM) nach dem Stand der Technik
1 zeigt einen beispielhaften OADM 100 nach dem Stand der Technik. Der OADM 100 enthält wie gezeigt eine Drop-Seite 102 und eine Addierenseite 104. Die Drop-Seite enthält einen Spalter 106, einen Wellenlängenblockierer 108 und einen Empfänger 110. Die Addierenseite enthält einen Sender 112 und einen Koppler 114.
An der Drop-Seite 102 des OADMs wird ein Multiplex von datencodierten optischen Signalen S_d (λ₁)|_[8]...N von einem Netzwerk empfangen und mittels des Leistungsspalters 106 in einen Drop-Schenkel, der den Empfänger 110 speist, und einen Pass-Schenkel, der den Wellenlängenblockierer 108 speist, gespalten. An dem Empfänger 110 wird eines der konstituierenden Elemente (z.B. S_d (λ_d)), eine „Drop-Wellenlängen"-Komponente des Drop-Schenkel-Multiplex-Signals von dem Multiplex durch den Demultiplexer-Auswähler 116 ausgewählt und dieses Element wird an die Photodiode 118 weitergeleitet, wo es von einem optischen Signal in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Die elektrische Ausgabe der Photodiode wird dann durch den Vorverstärker 120 verstärkt und durch den Low-Pass-Filter 122 gefiltert. Die Ausgabe des Low-Pass-Filters wird an die Abtast-/Entscheidungsschaltung 124 weitergeleitet, um die durch eine Baugruppe oberhalb des OADM auf S_d (λ_d) modulierten zu detektieren und wiederzugewinnen. Die wiedergewonnenen Daten werden am lokalen Klienten „fallen gelassen". Der Wellenlängenblockierer 108, der eine Kopie des Wellenlängenmultiplexes auf dem „Pass-Schenkel" aus dem Spalter 106 empfängt, ist so konfiguriert, dass er die dem fallengelassenen Signalelement S_d (λ_d) zugeordnete fallengelassene Wellenlänge λ_d blockiert und die übrigen Elemente S_d (λ₁)|_[8]...N in dem Multiplex an die Addierenseite des OADMs weiterleitet. Alternativ können anstelle des farblosen Spalters 106, des Demuxauswählers 116, des Wellenlängenblockierers 108 an der Addierenseite und des Kopplers 114 an der Drop-Seite in OADM-Implementationen aus dem Stand der Technik ohne Änderung der Funktionalität ein hinsichtlich der Wellenlänge selektiver Drop-Filter an der Addierenseite und ein hinsichtlich der Wellenlänge selektiver Addierenfilter auf der Drop-Seite verwendet werden. Diese alternative Anordnung weist den Vorteil reduzierter Einsetzverluste auf.
An der Addierenseite 104 des OADM ist der optische Sender 112 so konfiguriert, dass er einen lokal zugeführten Datenstrom an einen optischen Träger derselben Wellenlänge λ_d, die von der Drop-Seite des OADM fallengelassen wurde, moduliert. Dieser modulierte optische Träger S_d (λ_d) von dem Sender wird dann in dem Koppler 114 mit den Wellenlängen des Multiplexes kombiniert, die von der Drop-Seite zu der Addierenseite des OADM weitergeleitet wurden, um ein neues gemultiplextes Signal S_d (λ₁)|_[8]...N, das von dem OADM ausgegeben wird, zu bilden.
Insbesondere wird in der in 1 gezeigten beispielhaften extern modulierten Senderkonfiguration 112 der Laser 128 auf eine Wellenlänge λ_d abgestimmt und seine Ausgabe wird dem externen Modulator (z.B. einen Mach-Zehnder-Modulator) 130 zugeführt, wo die Laserausgabe bei Wellenlänge λ_d mit Daten von dem lokalen Klient moduliert wird, die durch den Codierer 126 möglicherweise vorcodiert (z.B. return-to-zero, RZ-codiert) sind. Dieses modulierte Komponentensignal S_d (λ_d) der Addierenseite wird dann dem Koppler 114 zugeführt, wo es mit den Elementen des Eingangsmultiplexes S_d (λ₁)|_[8]...N, die von der Drop-Seite 102 an den Koppler weitergeleitet wurden, kombiniert wird, und der resultierende vollständige Multiplex dann von dem OADM ausgegeben wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Empfänger 110, wie im Stand der Technik üblich, der Art der Direktdetektion angehört. In jüngster Zeit hat es jedoch ein Interesse an dem Einsatz kohärenter Empfänger gegeben, insbesondere für optische Freiraum-Anwendungen. Derartige Empfänger verwenden in der Regel einen lokalen Oszillator (LO) an ihrem Frontende, um eine Mischfrequenz entweder in einer heterodynen oder in einer homodynen Konfiguration bereitzustellen.
Kohärente OADMs
2 zeigt beispielhaft einen kohärentbasierten OADM 200 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie gezeigt enthält der OADM 200 eine Drop-Seite 202 und eine Addierenseite 204. Die Drop-Seite enthält Spalter 206, Wellenlängenblockierer 208 und den kohärenten Empfänger 210, der entweder in einer ausgeglichenen Konfiguration (wie dargestellt) oder in einer einendigen Konfiguration (nicht dargestellt) implementiert werden kann. Die Addierenseite enthält Sender 212 und Koppler 214.
An der Drop-Seite 202 des OADMs wird ein Eingangsmultiplex datencodierter optischer Signale S_d (λ₁)|_[8]...N mit Hilfe des Leistungsspalters 206 in einen Drop-Schenkel, der den Empfänger 210 speist, und einen Pass-Schenkel, der den Wellenlängenblockierer 208 speist, gespalten.
Am Empfänger 210 speist der Drop-Schenkel-Multiplex den Eingang 234 von Koppler 236. Der andere Eingang (238) von Koppler 236 wird durch eine Ausgabe von Spalter 232 des Senders 212 von der Addierenseite des OADMs gespeist. Es sei darauf hingewiesen, dass der Spalter 232 durch Laser 228 gespeist wird, der zur Ausgabe eines bei Wellenlänge λ_d zentrierten optischen Signals abgestimmt ist. Im Koppler 136 schlagen das empfangene Signal S_d (λ₁)|_[8]...N und ein Teil der Leistung von dem Lasersignal der Wellenlänge λ_d nach der Photodetektion an den Photodioden 216 bzw. 218 aufeinander, was zum Heterodynen (wenn die Schlagfrequenz nicht bei Basisband liegt) oder Homodynen (wenn die Schlagfrequenz bei Basisband liegt) des in Frage stehenden Signals S_d (λ_d) führt. Alternativ kann ein kohärenter Empfänger mit Phasendiversität verwendet werden, um das fallengelassene Signal kohärent zu detektieren. Das elektrische Signal wird dann weiter durch geeignete Signalverarbeitungselektronik 222 verarbeitet (z.B. im Fall eines ausgeglichenen Aufbaus differenziert (220), im Fall eines Aufbaus mit Phasendiversität quadriert und addiert, um Fall eines heterodynen Aufbaus auf Basisband moduliert oder im Fall eines homodynen Aufbaus einfach low-pass-gefiltert und verstärkt). Das verarbeitete Signal wird dann zur Detektion und Wiedergewinnung der auf S_d (λ_d) modulierten Daten an die Abtast-/Entscheidungsschaltung 224 zugeführt. Die wiedergewonnenen Daten werden dann an dem lokalen Klient „fallen gelassen".
Der Wellenlängenblockierer 208, der eine Kopie des Wellenlängenmultiplexes an dem „Pass-Schenkel" aus dem Spalter 206 empfängt, ist so konfiguriert, dass er die dem fallengelassenen Signalelement S_d (λ_d) zugeordnete fallengelassene Wellenlänge λ_d fallenlässt und die übrigen Elemente S_d (λ₁)|_[8]...N in dem Multiplex an die Addierenseite des OADMs weiterleitet.
An der Addierenseite 204 des OADMs ist der optische Sender 212 so konfiguriert, dass er einen lokal zugeführten Datenstrom auf einen optischen Träger derselben Wellenlänge λ_d, die von der Drop-Seite des OADMs fallen gelassen wurde, moduliert. Dieser modulierte optische Träger S_d (λ_d) von dem Sender wird dann mit den Wellenlängen des Multiplexes kombiniert, die von der Drop-Seite zu der Addierenseite des OADMs weitergeleitet wurden, um ein neues gemultiplextes Signal S_d (λ₁)|_[8]...N zu bilden, das von dem OADM ausgegeben wird. Der Sender ist auch konfiguriert, um Licht der Wellenlänge λ_d an den Empfänger der Drop-Seite 202 zuzuführen.
In der in 2 gezeigten beispielhaften extern modulierten Senderkonfiguration 212 wird der Laser 228 insbesondere auf eine Wellenlänge λ_d abgestimmt und seine Ausgabe wird einem Spalter 232 zugeführt. Eine Ausgabe des Spalters 232 speist einen Eingang 238 des Kopplers 236 des Empfängers 210. Die andere Ausgabe speist den externen Modulator (z.B. einen Mach-Zehnder-Modulator) 230, wo die Laserausgabe bei Wellenlänge λ_d mit Daten des lokalen Klient moduliert wird, die durch den Codierer 236 möglicherweise (z.B. durch return-to-zero-, RZ-Codierung) vorcodiert sind. Dieses modulierte Signal S_d (λ_d) der Addierenseite wird dann Koppler 213 zugeführt, wo es mit den Elementen S_d (λ₁)|_[8]...N des Eingangsmultiplex kombiniert wird, die von der Drop-Seite 202 zu dem Koppler weitergeleitet wurden, und der resultierende kombinierte Multiplex wird dann von dem OADM ausgegeben.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform 300 der optischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. Komponenten dieser Ausführungsform funktionieren ähnlich wie Komponenten der Ausführungsform aus 2. In der Ausführungsform aus 3 wurden der Spalter und der Wellenlängenblockierer aus 2 jedoch durch einen Demultiplexfilter 302 ersetzt und der Koppler 214 aus 2 wurde durch einen Multiplexfilter 304 ersetzt. Der Demuxfilter erzeugt N Ausgangskanäle, jeder mit einer einzigen Wellenlänge. Eine dieser Wellenlängen speist den Empfänger 210, wo sie wie oben mit Bezug auf die Ausführungsform aus 2 beschrieben verarbeitet wird. Die übrigen Ausgaben sowie das von dem Sender 212 ausgegebene optische Signal speisen den Muxfilter 304, der die Signale zu einer Gesamtausgabe der Einrichtung kombiniert.
Es sei darauf hingewiesen, dass die in den 2 und 3 beschriebenen Empfänger heterodyn, homodyn oder homodyne Empfänger mit „kohärenter Phasendiversität" sein können, im letztgenannten Fall muss der lokale Laser mit dem eingehenden Signal nicht notwendigerweise hinsichtlich der Phase ausgerichtet oder synchronisiert sein, sondern das Signal wird im Wesentlichen durch den optischen Schlagvorgang auf Basisband demoduliert. In einem strikt homodynen Empfänger ist der Empfänger mit zusätzlicher Schaltung versehen, um den LO auf die Phase des empfangenen Trägers auszurichten. Diese Ausrichtung ist in Systemen sinnvoll, die bestimmte Modulationsschemen (z.B. Phasen-Verschiebungs-verschlüsselte Modulation) verwenden, da der lokale Oszillator als ein Bezug verwendet werden kann, gegen den Phasenänderungen des empfangenen Signals (z.B. aufgrund von Phasenmodulation) gemessen werden kann. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Ausgabe von Spalter 232 durch einen Phasenanpasser geleitet werden, bevor sie dem Koppler 236 zugeführt wird. In dem Phasenanpasser kann die Phase des Lasers angepasst werden, so dass sie auf die Phase des eingehenden Signals S_d (λ_d) ausgerichtet ist, um den homodynen Empfang zu unterstützen. Alternativ kann die Phase von Laser 228 direkt angepasst werden, wie einem Fachmann ersichtlich sein dürfte.
Es sei darauf hingewiesen, dass obwohl in 2 nicht ausdrücklich gezeigt, in einer oder mehreren Implementationen der vorliegenden Erfindung die durch den Wellenlängenblockierer 208 blockierte Wellenlänge und die grundlegende Wellenlänge, die durch den Laser 228 ausgegeben wird, konfigurierbar sind und dynamisch konfiguriert werden können (z.B. über eine Steuerung mit einer einfachen Netzwerkverwaltungsprotokollunterstützung).
Es sei darauf hingewiesen, dass die mit Bezug auf die beispielhafte OADM-Ausführungsform 200 aus 2 beschriebene Erfindung verwendet werden kann, um ein amplitudenmoduliertes (z.B. On/Off-verschlüsseltes, OOK) optisches Signal sowie andere Modulationsformate (z.B. trägerunterdrücktes OOK, duobinäre, alternierende Markierungsumkehrung, chirped return-to-zero, differentielle Phasenverschiebungsverschlüsselung (DPSK) und differentielle Quadraturphasenverschiebung (DPQSK)) zu demodulieren, wie einem Fachmann klar sein dürfte.
Obwohl der kohärente Empfänger 210, wie in der beispielhaften Ausführungsform von 2 beschrieben, Schaltung für die Umwandlung des homodynen optischen Signals zu einem elektrischen Format enthält, wird in der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung erwogen, die einen Mechanismus enthält, der das kombinierte Signal des lokalen Oszillators und das empfangene Signal sendet und das kombinierte Signal an dem lokalen Klient oder einem entfernten Ort fallen lässt, ohne es zuerst zu einem elektrischen Bereich umzuwandeln und es zu homodynisieren. Ebenso wird in der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung erwogen, die einen Empfänger enthält, der das empfangene optische Signal mit einem Abschnitt des Lichts, das von dem Sender verwendet wird, homodynisiert, und dann gemäß der auf den Empfänger 210 von 2 bezogenen Erläuterung eine O-E-Umwandlung durchführt, aber dann eine E-O-Umwandlung vor dem Fallenlassen des Signals an den lokalen Klient oder vor der weiteren Verarbeitung des Signals im optischen Bereich durchführt.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform, die einen ausgeglichenen Empfänger enthält, beschrieben worden ist, befinden sich, wie erwähnt, auch einendige, homodyne, heterodyne oder homodyne Empfänger mit Phasendiversität ebenso im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine im Stand der Technik als OADM bekannte und mit Bezug auf eine einzige Drop- und eine einzige Addieren-Wellenlänge be schrieben worden ist, gelten die Konzepte und Vorteile der vorliegenden Erfindung auch für einen breiten bereich optischer Einrichtungen und Untersysteme, in denen sowohl ein Empfänger als auch ein Sender vorliegen und einer oder mehrere des Lasers oder der Laserquellen in der Einrichtung mit der Empfangselektronik geteilt werden können. Dies gilt auch für Einrichtungen, die mehr als eine gleichzeitige Wellenlängen empfangen, blockieren und/oder senden, wie einem Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich sein dürfte. Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Endknoten eines optischen Kommunikationssystems, in dem mehr als eines der eingehenden Datensignale, das den Wellenlängen in den eingegebenen WDM-Signalen entspricht, fallen gelassen wird (d.h. nicht zusammen mit dem lokal hinzugefügten Licht weitergeleitet wird).
Es sei darauf hingewiesen, dass Elemente der vorliegenden Erfindung durch verschiedene Techniken und in verschiedenen Technologien umgesetzt werden können, während die Grundsätze und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht verlassen wird. Zu diesen Techniken und Technologien gehören, jedoch nicht einschränkend: photonische integrierte Empfängertechnologie, integrierte Optik (einschließlich Silikon oder Silikonsubstrat oder Si:SiO₂), Faseroptik, Freiraumoptik, Dünnfilm, InGaAs, mikrospiegel-mikroelektromechanische Arrays und optische Rastersubsysteme.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte die vorliegende Beschreibung nicht in einem einschränkenden Sinn aufgefasst werden. Verschiedene Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen sowie anderer Ausführungsformen der Erfindung, die Fachleuten auf dem Gebiet, zu dem die Erfindung gehört, ersichtlich sind, gelten als innerhalb der Grundsätze und des Schutzumfangs der Erfindung liegend wie in den folgenden Ansprüchen ausgedrückt.

Claims

Optische Vorrichtung, umfassend: Mittel zum Spalten (206, 208, 302), die zum Spalten eines eingehenden, durch die optische Vorrichtung empfangenen optischen Signals in mindestens erste und zweite Abschnitte ausgelegt sind, optischer Empfänger (210), der zum Verarbeiten mindestens des ersten Abschnitts des eingehenden optischen Signals ausgelegt ist, und optischer Sender (212), der zum Erzeugen mindestens eines Abschnitts eines ausgehenden, durch die optische Vorrichtung gesendeten optischen Signals ausgerichtet ist, wobei: der optische Sender einen Lichterzeuger (228) umfasst, der dazu ausgelegt ist, Licht für den durch den optischen Sender erzeugten Abschnitt des ausgehenden optischen Signals zu erzeugen, der optische Empfänger optisch mit dem Lichterzeuger gekoppelt ist, um einen Teil des durch den Lichterzeuger erzeugten Lichts zu empfangen und zur Verarbeitung des ersten Abschnitts des eingehenden optischen Signals zu verwenden, und die optische Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass: das ausgehende optische Signal auf dem eingehenden optischen Signal basiert; die Mittel zum Spalten so ausgelegt sind, dass sie verhindern, dass mindestens eine optische Komponente des eingehenden optischen Signals in das ausgehende optische Signal eingeht, wobei die gehinderte Komponente in dem ersten Abschnitt vorliegt und eine Trägerwellenlänge aufweist, die mindestens eine der Wellenlängen des durch den Lichterzeuger erzeugten Lichts ist; und der optische Sender zum Erzeugen einer Komponente des ausgehenden optischen Signals, das diese Trägerwellenlänge aufweist, ausgelegt ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Mittel zum Spalten einen Leistungsspalter (206) und einen Wellenlängenblockierer (208) umfassen, wobei: der Leistungsspalter (206) zum Herstellen erster und zweiter gedämpfter Kopien des eingehenden optischen Signals, wobei die erste gedämpfte Kopie als der erste Abschnitt dient, der an den optischen Empfänger angelegt wird, und zum Anlegen der zweiten gedämpften Kopie an den Wellenlängenblockierer (208) ausgelegt ist; und der Wellenlängenblockierer (208) ausgelegt ist, um: die zweite gedämpfte Kopie von dem Leistungsspalter zu empfangen; die mindestens eine optische Komponente von der zweiten gedämpften Kopie zu blockieren und den Rest der zweiten gedämpften Kopie weiterzuleiten, wobei der weitergeleitete Rest als der zweite Abschnitt dient; und die optische Vorrichtung ferner einen Koppler (214) umfasst, der zum Kombinieren des durch den Wellenlängenblockierer weitergeleiteten Rests mit dem durch den Sender erzeugten Abschnitt des ausgehenden optischen Signals ausgelegt ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Spalten ein Demuxfilter (302) sind, der zum Spalten der Wellenlängen des eingehenden optischen Signals in N diskrete Signale einfacher Wellenlänge ausgelegt ist, wobei: der Empfänger eines der N Signale einfacher Wellenlänge empfängt; und ein Ausgangsmuxfilter (304) die verbleibenden N Signale einfacher Wellenlänge empfängt und sie mit dem durch den Sender erzeugten Abschnitt des ausgehenden optischen Signals kombiniert.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lichterzeuger ein Laser (228) ist, der dazu ausgelegt ist, dynamisch auf eine Wellenlänge aus einer Vielzahl verschiedener Wellenlängen abgestimmt zu werden.
Verfahren zum Verarbeiten von optischen WDM-Signalen in einer optischen Vorrichtung, umfassend: Spalten eines eingehenden, durch die optische Vorrichtung empfangenen optischen WDM-Signals in erste und zweite Teile; Fallenlassen eines ersten optischen Signals aus dem ersten Teil des eingehenden optischen WDM-Signals an einem Empfänger; Erzeugen von Licht für ein zweites optisches Signal; und Addieren des zweiten optischen Signals zu dem zweiten Teil des eingehenden optischen WDM-Signals, um ein ausgehendes optisches WDM-Signal zu erzeugen, das durch die optische Vorrichtung gesendet wird, wobei: der optische Empfänger dazu ausgelegt ist, einen Teil des für das zweite optische Signal erzeugten Lichts zu empfangen und zur Verarbeitung des ersten optischen Signals zu verwenden; und das Verfahren gekennzeichnet ist durch das Verhindern, dass das erste optische Signal in das ausgehende optische WDM-Signal eingeschlossen wird, wobei das erste und das zweite optische Signal im Wesentlichen dieselben grundlegenden Trägerwellenlängen aufweisen.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die optische Vorrichtung ein optischer Add/Drop-Multiplexer (200) ist und die eingehenden und ausgehenden optischen Signale WDM-Signale sind.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die optische Vorrichtung ein Endknoten eines optischen Kommunikationssystems ist und das eingehende optische Signal ein WDM-Signal ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Empfänger ein homodyner Empfänger oder ein homodyner Empfänger mit Phasendiversität ist.
Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Empfänger einen optischen Koppler (236) umfasst, der erste (234) und zweite (238) Eingangsports und einen ersten Ausgangsport aufweist, wobei: der erste Eingangsport zum Empfangen eines ersten Signals ausgelegt ist, das den durch die optische Vorrichtung empfangenen Abschnitt des eingehenden optischen Signals enthält; und der zweite Port zum Empfangen eines zweiten Signals ausgelegt ist, das den Teil des durch den Lichterzeuger erzeugten Lichts enthält; wobei: der Koppler die ersten und zweiten Signale koppelt und das Ergebnis des Koppelns an den ersten Ausgangsport ausgibt, und wobei der Empfänger ferner Schaltungen (216–224) umfasst, die zum Umwandeln und Verarbeiten des Ergebnisses des Koppelns, welches von dem ersten Ausgangsport des Kopplers an und in den elektrischen Bereich ausgegeben wurde, ausgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 5 umfassend: Wellenlängen-Demultiplexing des eingehenden optischen WDM-Signals in N Signale einfacher Wellenlänge; Empfangen eines der Signale einfacher Wellenlänge einer ersten Wellenlänge an dem Empfänger; Senden der verbleibenden N-1 Signale einfacher Wellenlänge an einen Ausgangsmultiplexer; Erzeugen von Licht von im Wesentlichen der ersten Wellenlänge; Zuführen des Lichts von im Wesentlichen der ersten Wellenlänge an den Empfänger und an einen Sender, der ein addiertes optisches Signal von im Wesentlichen der ersten Wellenlänge herstellt; und Kombinieren, am Multiplexer, des addierten Signals und der übrigen N-1 Signale einfacher Wellenlänge, um das ausgehende optische WDM-Signal zu bilden.